如何判斷伺服電機的性能

伺服電機，按照通常的區分劃分為步進電（diàn）機、直流有刷伺服電機、直流無刷（shuā）伺服（fú）電機、交（jiāo）流（liú）伺服電機， 隨著科技的（de）日益進步，很（hěn）多特（tè）種伺服電機應運而生（shēng），比如壓電陶瓷電機、直線電機以及音圈電機，在（zài）這裏我（wǒ） 們主要講講通常（cháng）意義下伺服電機的選（xuǎn）擇。 選擇什麽樣的伺服電機，在（zài）很大程度上取決於負載的物理特性（xìng），負（fù）載的（de）工作特性、係統要求以及（jí）工作環 境。一旦係統要求確定後，無論選擇何種形式的伺服電機（jī），首先要考慮的是（shì）選擇多大的電（diàn）機合適，主（zhǔ）要（yào）考慮 負載（zǎi）的物理特性，包括負載扭矩（jǔ）、慣量等。在伺（sì）服電機中，通常以扭矩或者力來衡量電機大小，所以選電機 首先要（yào）計算出折算到（dào）電機軸端負載扭（niǔ）矩或者力（lì）的大小。計算出扭矩以後需（xū）求留出一部分餘量，一般選擇電機 連續扭矩>=1.3倍（bèi）負載扭矩，這樣能保（bǎo）證電機可靠的運行。除此外還需求計算折算到軸端負載慣量的大小， 一般選擇負載慣（guàn）量：電機（jī）轉子慣量<5：1，以保證伺服係統響（xiǎng）應的快速性。假如出現電機和負載之間慣量， 扭矩不匹配的情況，那麽隻能犧牲速度（dù），在電機和負載間增加減速機了，這時你需求權衡。 選擇出用多大（dà）扭矩的電機後，需求做的是了解負載的工作特性和工（gōng）作環境。負載的工作特性包（bāo）括如負載 是高速還是低速（sù）運行，加速度需求（qiú）達到多少，是否需求頻繁起停，頻率需求（qiú）達到（dào）多少，係統運行（háng）精度等等。 這時選擇（zé）伺服（fú）電機也並沒有什麽特定的規律可循，關鍵的是（shì）你所選擇的（de）電機必須適應你負載運動的工作要 求。比如在係統精度要求（qiú）不高、運（yùn）動速度在幾（jǐ）百轉以下（不超過500轉）但不至於過低（dī）（大於1轉），不需 要頻繁起（qǐ）停的情況下，步進電機是一種很好的選擇。這是由於步進電機開環控製，控製精度低，速度太高， 電機扭矩會下降的很快，將帶不動負載，速度過低會出現轉動不連（lián）續的爬行現象，而且步進電機的（de）響應（yīng）也不 快，不適合頻繁啟動的應用（yòng）場合。當運動速度幾轉到（dào）3000多（duō）轉以下時，控製（zhì）精度相對要求較高，可以選擇直 流或者交流伺服電機。一般情況下，交流伺服電機低（dī）速特性不如直流伺服電機，假如負載（zǎi）工作於較低速（sù），建 議選擇直流伺服電機。而有刷直流電機由於存在電刷換相，會（huì）有（yǒu）換相環火產生，在真空（kōng）防暴水下等場合是 不能使用的，並且由於環火使電機軸膨脹以及傳導給連接部件，在係統精度要求高的場合也不能（néng）使用。現（xiàn）在 產業（yè）應用中廣泛應用的交流伺服電機（jī）為交流永磁同（tóng）步電機，由於其在額定（dìng）轉速以下呈（chéng）現（xiàn）的恒扭矩特性，所以 多用於負載扭矩恒定或者（zhě）變化不大的場合，比如機床（chuáng）進給（gěi）係統。選擇是相對的，同一種應用，可以用交流也 可以用直（zhí）流，有時取決於環境，比如有的機器人項目，交流電源相對而（ér）言比較難得到，那就隻能用直流伺服 電機了。還有很多特殊應用（yòng）場合（hé），常（cháng）規意義的伺服電機是很難完（wán）成（chéng）任務的，比如超低速平穩運（yùn）行，有的甚至 低到每年幾轉（zhuǎn），一般的伺服電機完成不了這（zhè）個要求，隻能選（xuǎn）擇（zé）力矩電機來完成任務了。又比如需（xū）求頻繁起 停、快速響應、高加速（sù）度（dù），普通伺服也很難滿足要求，一般交流伺服電（diàn）機帶負載頻繁起停頻率不會高（gāo）於 5HZ，而直線電（diàn）機就不（bú）差未（wèi）幾了，可以（yǐ）做到高加速度有的達30G，起停頻率可到20HZ。選擇電機唯一的規律就（jiù）是（shì） 了解負載特性，了解（jiě）工作環境，了解電（diàn）機特性，隻有這樣才（cái）能選擇合適的伺服（fú）電機。